DE10349201A1

DE10349201A1 - Counter balance shaft for internal combustion engine, has three small diameter bearings, and weight sections including support structure to prevent excessive deflection of sections during high revolutions of shaft

Info

Publication number: DE10349201A1
Application number: DE2003149201
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. Hofheinz
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2003-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2005-06-02

Abstract

The shaft has three bearings (3-5) assembled inside an engine casing and interlocked in rotary angle with two separate weight sections (2), where the bearings have a small diameter. The sections are mounted through an opening in the casing, and include a counter-balance weight (9) and a support structure (10). The structure prevents excessive deflection of the weight sections during high revolutions of the shaft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Massenausgleichswelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.The The invention relates to a mass balance shaft of a reciprocating internal combustion engine with the features of the preamble of claim 1.

Aus der DE 44 12 476 A1 ist eine Massenausgleichswelle für eine Brennkraftmaschine bekannt, die aus Lagerelementen und einem Gewichtsabschnitt zusammengesetzt ist. Bei dieser Ausführung wird der Gewichtsabschnitt jeweils am Ende mit einem Lagerelement verbunden und bildet so eine Massenausgleichswelle. Der Gewichtsabschnitt ist mit einem oder zwei gegenüberliegenden Gegengewichten als ein Bauteil ausgeführt, das als Ganzes an seinen Enden mit jeweils einem Lagerelement versehen ist.From the DE 44 12 476 A1 a mass balance shaft for an internal combustion engine is known, which is composed of bearing elements and a weight portion. In this embodiment, the weight portion is connected at the end to a bearing element and thus forms a mass balance shaft. The weight portion is designed with one or two opposing counterweights as a component, which is provided as a whole at its ends, each with a bearing element.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ausgleichswelle bereitzustellen, bei der bei einfacher Montage und geringem Bauraumbedarf Einflüsse auf die Lagerelemente auf Grund der Durchbiegung der Gewichtsabschnitte minimiert sind.task The invention is to provide a balance shaft at with simple installation and low space requirements influences on the Bearing elements due to the deflection of the weight sections are minimized.

Diese Aufgabe wird durch eine Massenausgleichswelle mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.These Task is by a mass balance shaft with the features of claim 1 solved.

Die erfindungsgemäße Ausgleichswelle für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass die Massenausgleichswelle aus jeweils einem separaten Gewichtsabschnitt und zwei Lagerelementen zusammengesetzt ist und die Gewichtsabschnitte drehwinkelsteif und biegewinkelweich in die Lagerelemente ineinander eingreifen. Bei Brennkraftmaschinen in Vierzylinder-Reihenbauweise wird zur Komfortsteigerung ein sogenannter Lanchester-Ausgleich eingebaut. D.h. es werden zwei gegenläufig mit doppelter Kurbelwellendrehzahl rotierende Massenausgleichswellen vorgesehen, die jeweils eine bezüglich der Drehachse exzentrische Massenverteilung aufweisen. Bei Dreizylinder-Reihen-Hubkolbenbrennkraftmaschinen, bei Brennkraftmaschinen in sogenannter V6-Bauweise und anderen wird zum Ausgleich von Massenkräften und Massenmomenten eine Ausgleichswelle mit zwei Ausgleichsgewichten vorgesehen, die um die Drehachse um 180° versetzt und in Wellenlängsrichtung möglichst weit auseinander angeordnet sind. Allen Ausgleichswellen ist jedoch gemein, dass sie sich unter dem Einfluss der exzentrischen Massen bei hohen Drehzahlen aufgrund der Fliehkräfte durchbiegen. Dieses Durchbiegen bewirkt in den Gleitlagern der Massenausgleichswelle einen Lagerschiefstand, der durch Kantentragen zu erhöhtem Verschleiß, Ölverbrauch und letztendlich zu Versagen des Gleitlagers und damit der Massenausgleichswelle führt. Üblicherweise wird deshalb eine Massenausgleichswelle sowohl im Bereich der Gleitlager als auch im Bereich der Ausgleichsmassen mit wesentlich größeren Abmessungen versehen als für die übrige Funktion erforderlich. Durch das Aufteilen der Ausgleichswelle in Gewichtsabschnitte und Lagerelemente, die drehwinkelsteif und biegewinkelweich an den Gewichtsabschnitten abgeordnet sind ist es möglich die Gewichtsabschnitte in ihren Abmessungen so weit zu minimieren, wie es für die Massenausgleichsfunktion notwendig ist. Eine dabei entstehende kleine Durchbiegung der Gewichtsabschnitte unter Einfluss der Fliehkräfte wird durch die biegewinkelweiche Verbindung zu den Lagerelementen aufgefangen, so dass sich keine Lagerschiefstellungen auf Grund dieser Durchbiegungen ergeben. Eine drehwinkelsteife Verbindung der Lagerelemente zu den Gewichtsabschnitten ist vorgesehen, um einen phasengerechten Ausgleich zum Kurbeltriebwerk der Brennkraftmaschine zu ermöglichen, und den Antrieb des zweiten Gewichtsabschnittes sicherzustellen. Durch das Zusammensetzen der Massenausgleichswelle aus mehreren Einzelteilen (Gewichtsabschnitte und Lagerelemente) ist es möglich, die Massenausgleichswelle in ihren einzelnen Abschnitten bauraumoptimal und trotzdem noch montierbar zu gestalten. Dies geschieht dadurch, dass die Einzelteile nicht vormontiert als Ganzes in das Maschinengehäuse der Brennkraftmaschine eingesetzt werden, sondern erst bei der Montage der Brennkraftmaschine in das Gehäuse einzeln eingesetzt und verbunden werden. Für eine wälzgelagerte Massenausgleichswelle gelten die Ausführungen sinngemäß.The Balance shaft according to the invention for one Reciprocating internal combustion engine is characterized in that the Mass balance shaft from each a separate weight section and two bearing elements is assembled and the weight sections angle of rotation stiff and bending angle soft in the bearing elements into each other intervention. In internal combustion engines in four-cylinder in-line construction is a so-called Lanchester compensation for comfort built-in. That it will turn two opposite with double crankshaft speed Mass balance shafts provided, each with respect to the Have axis of rotation eccentric mass distribution. In three-cylinder inline reciprocating internal combustion engines, in internal combustion engines in so-called V6 construction and others to balance mass forces and mass moments a balance shaft with two balance weights provided, which is offset by 180 ° about the axis of rotation and in the longitudinal direction preferably are arranged far apart. Allen balancer shafts is however mean that they are under the influence of eccentric masses at high speeds due to centrifugal forces bend. This bending causes a bearing misalignment in the plain bearings of the mass balance shaft, which by edge wear to increased Wear, oil consumption and ultimately to failure of the plain bearing and thus the mass balance shaft leads. Usually Therefore, a mass balance shaft in both the sliding bearings as well as in the field of balancing masses with much larger dimensions provided as for the rest Function required. By dividing the balance shaft into weight sections and bearing elements, the angle of rotation stiff and bending angle soft to the It is possible the weight sections to minimize in their dimensions as much as necessary for the mass balance function is. A resulting small deflection of the weight sections under the influence of centrifugal forces is caught by the bending angle connection to the bearing elements, so that no bearing misalignments due to these deflections result. A rotation angle stiff connection of the bearing elements to the Weight sections are provided to provide in-phase compensation to allow the crank engine of the internal combustion engine and to ensure the drive of the second weight section. By assembling the mass balance shaft of several Items (weight sections and bearing elements), it is possible, the Mass balance shaft in their individual sections space optimal and still to be mounted yet. This happens because of that the items not pre-assembled as a whole in the engine housing of the internal combustion engine are used, but only during assembly of the internal combustion engine in the case individually inserted and connected. For a roller bearing mass balance shaft the explanations apply analogous.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen zwei Gewichtsabschnitten ein drittes Lagerelement angeordnet. Bei einer zusammengesetzten Bauweise ist es einfach möglich zwischen zwei Gewichtsabschnitten ein zusätzliches Lagerelement vorzusehen. Durch die drehwinkelsteife und biegewinkelweiche Verbindung zwischen dem weiteren Lagerelement und den benachbarten Gewichtsabschnitten wird das Lagerelement in keiner Weise schräg belastet und hohem Verschleiß ausgesetzt. Die beiden Gewichtsabschnitte können bezüglich der Drehachse in gleicher oder entgegengesetzter Wirkrichtung ihrer Massenkräfte angeordnet sein. Eine derartige Anordnung ist abhängig von der Motorbauform und den sich daraus ableitenden auszugleichenden Massenkräften und/oder Massenmomenten.In An embodiment of the invention is between two weight sections arranged a third bearing element. In a composite construction it is just possible to provide an additional bearing element between two weight sections. Due to the rotation angle stiff and bending angle soft connection between the further bearing element and the adjacent weight sections the bearing element is in no way biased and exposed to high wear. The Both weight sections can in terms of the axis of rotation in the same or opposite effective direction of their ground forces be arranged. Such an arrangement is dependent on the engine design and derive from it derive ground forces and / or mass moments.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist ein mittleres Lagerelementen einen kleineren Außendurchmesser auf als die Gewichtsabschnitte. Da die Reibung in einem Lager quadratisch mit dem Durchmesser steigt, eine Massenausgleichswelle sich mit hohen Drehzahlen dreht und das Lager nur relativ gering belastet ist, ist es von Vorteil, wenn der Lagerdurchmesser so gering wie möglich ausgeführt werden kann. Dies ist bei einer erfindungsgemäßen Massenausgleichswelle, die aus Einzelteilen zusammengesetzt ist, der Fall, bei der bei der Wahl des Durchmessers des mittleren Lagers keine Rücksicht auf den Durchmesser eines Gewichtsabschnittes genommen werden muss. Bei einer einteiligen Welle, die in Längsrichtung in ein Gehäuse gesteckt wird, sind die Lagerdurchmesser so groß wie der größte Durchmesser der Welle zu wählen. Wenn kleine Lagerdurchmesser am mittleren Lager gewünscht sind, ist in diesem Falle ein zweiteiliges äußeres Lagergehäuse (Lagerstuhl mit verschraubtem Lagerdeckel) zu wählen, was mit erhöhtem Aufwand durch die Passung und Verschraubung der beiden Lagerhälften verbunden ist. D.h. bei einer separaten Ausführung von Lagerelement und Gewichtsabschnitt sind mit einem geringen Mehraufwand gegenüber einer durchgesteckten einteiligen Welle, jedoch einem Minderaufwand gegenüber einer Lösung mit geteiltem Lager, eine geringere Reibleistung im Betrieb zu erreichen, bei gleichzeitiger Unempfindlichkeit der Lager gegenüber einem Durchbiegen der Welle unter der Fliehkraft des Massenausgleichsgewicht bei hohen Drehzahlen.In a further embodiment of the invention, a middle bearing elements has a smaller outer diameter than the weight sections. Since the friction in a bearing increases quadratically with the diameter, a mass balance shaft rotates at high speeds and the bearing is loaded only relatively low, it is advantageous if the bearing diameter can be performed as small as possible. This is at a Mass balance shaft according to the invention, which is composed of individual parts, the case in which no consideration must be taken in the choice of the diameter of the middle bearing on the diameter of a weight portion. In a one-piece shaft, which is inserted in a longitudinal direction in a housing, the bearing diameter to be chosen as large as the largest diameter of the shaft. If small bearing diameter at the middle bearing are desired, in this case, a two-piece outer bearing housing (bearing block with screwed bearing cap) to choose, which is associated with increased effort by the fit and screw the two bearing halves. That is, in a separate embodiment of the bearing element and weight section with a small overhead against a plugged one-piece shaft, but a reduced cost compared to a solution with split bearing to achieve a lower friction during operation, while insensitivity of the bearing against bending of the shaft under the Centrifugal force of the mass balance weight at high speeds.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Gewichtsabschnitte mittels eines Mehrkantprofils in den Lagerelementen angeordnet. Das Mehrkantprofil kann z.B. ein Vierkant- oder Sechskantprofil sein, aber auch ein sogenanntes Zweiflachprofil, ein Keilwellenprofil oder ein beliebiges Profil, das biegewinkelweich Drehmomente überträgt, ist möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Profil so gestaltet ist, dass die Gewichtsabschnitte und die Lagerelemente nur in einer Position zusammengesetzt werden können. Dies kann z.B. durch ein asymmetrisches Profil geschehen. Bei einer Ausführung mit einem Sechskantprofil ist z.B. das Lagerelement mit einem Innensechskantprofil und der Gewichtsabschnitt mit einem dazu passenden Außensechskantprofil versehen. Es ist jedoch auch eine vertauschte Anordnung von Innen- und Außensechskantprofil möglich. Bei einer in Achsrichtung balligen Ausführung der Profile tritt bei Durchbiegung bzw. Wellenschiefstellung kein Verkanten zwischen den ineinandergreifenden Profilen auf.In Another embodiment of the invention are the weight sections arranged by means of a polygonal profile in the bearing elements. The polygonal profile can e.g. a square or hexagonal profile be, but also a so-called two-flat profile, a splined shaft profile or any profile that transmits bending angular soft torques is possible. Especially It is advantageous if the profile is designed such that the weight sections and the bearing elements are assembled in one position only can. This can e.g. done by an asymmetrical profile. At a Version with a hexagonal profile is e.g. the bearing element with a hexagon socket and the weight portion with a mating hexagon profile Mistake. However, it is also a reversed arrangement of indoor and external hexagon profile possible. at a crowned in the axial direction execution of the profiles occurs Deflection or wave misalignment no tilting between the interlocking profiles.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung sind die wellenendseitigen Lagerelemente in einem separaten Lagerkörper im Maschinengehäuse gelagert. Durch diese Maßnahme ist es möglich, die Lagerabmessungen der Lagerelemente der Belastung gerecht und für eine möglichst geringe Reibung auszulegen, ohne dabei auf unter Umständen einschränkende Bedingungen wie Einbauraum und Montagemöglichkeit achten zu müssen. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung besteht darin, dass das Maschinengehäuse einfacher gestaltet und hergestellt werden kann, wenn die Lagerung einer Massenausgleichswelle nicht direkt im Maschinengehäuse, sondern in einem separaten Lagerkörper stattfindet.In another embodiment the invention, the shaft end bearing elements are in a separate bearing body in the machine housing stored. By this measure Is it possible, the bearing dimensions of the bearing elements of the load just and for one preferably low friction, without restricting conditions as installation space and mounting option to pay attention. Another advantage of this design is that the machine housing designed simpler and can be made when storing a mass balance shaft not directly in the machine housing, but takes place in a separate storage body.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Außendurchmesser des Lagerkörpers so groß bemessen, dass durch eine dazugehörende Öffnung im Maschinengehäuse die Gewichtsabschnitte der Massenausgleichswelle montierbar sind. Auf diese Weise ist es möglich, die Massenausgleichswelle zum einen mit kleinen Lagerdurchmessern auszustatten und gleichzeitig die Montagerichtung der Massenausgleichswelle in Längsrichtung zu wählen. Kleine Lagerdurchmesser bieten den Vorteil geringer Reibung. Ein Montagerichtung der Massenausgleichswelle in Längsrichtung ermöglicht sogenannte einteilige Lager, d.h. es ist kein zusätzlicher Lagerdeckel über einem mittigen oder Endlager der Massenausgleichswelle notwendig. Eine derartige "Einsteck- oder Durchsteckwelle" ist einfach zu montieren und erfordert keine aufwändige Formgebung und Fertigung des Maschinengehäuses. Der Montagevorgang einer derartigen Welle erfolgt in mehreren Schritten. Nach Einsetzen eines mittleren Lagerelementes in einen Lagerkörper oder direkt in das Maschinengehäuse werden die Gewichtsabschnitte drehwinkelgerechte in Längsrichtung in das Lagerelement gesteckt. Dies erfolgt durch die Öffnungen für die wellenendseitigen Lagerkörper, die im Durchmesser genügend groß gewählt sind. Als letzter Schritt werden die beiden wellenendseitigen Lagerkörper, in die bereits die Lagerelemente montiert sind, in das Maschinengehäuse montiert, wobei die Lagerelemente drehwinkelgerecht mit den Gewichtsabschnitten verbunden werden. Die beiden wellenendseitigen Lagerelemente können in ihrem eigentlichen Lagerdurchmesser, der die Lagerung mit den Lagerelementen der Massenausgleichswelle bildet, so gering wie möglich gestaltet werden, um dadurch die Reibung in der Lagerung zu verringern. Auf diese Weise ist eine reibungs- und gewichtsoptimale Massenausgleichswelle zur Verfügung gestellt, die unempfindlich gegen eine Durchbiegung ist.In Another embodiment of the invention is an outer diameter of the bearing body sized so big that through an associated opening in the machine housing the weight portions of the mass balance shaft are mountable. On this way it is possible the mass balance shaft on the one hand with small bearing diameters equip and at the same time the mounting direction of the mass balance shaft longitudinal to choose. Small bearing diameters offer the advantage of low friction. One Mounting direction of the mass balance shaft in the longitudinal direction allows so-called one-piece bearings, i. it is not an additional bearing cap over one central or repository of mass balance shaft necessary. A such "plug-in or through-shaft "is easy to assemble and requires no elaborate design and manufacturing of the machine housing. The assembly process of such a wave takes place in several steps. After inserting a middle bearing element in a bearing body or directly into the machine housing The weight sections are angularly adjustable in the longitudinal direction inserted in the bearing element. This is done through the openings for the shaft end bearing body, enough in diameter are chosen large. As a last step, the two shaft end bearing body, in the the bearing elements are already mounted, mounted in the machine housing, wherein the bearing elements angle of rotation with the weight sections get connected. The two shaft end bearing elements can in their actual bearing diameter, the storage with the bearing elements the mass balance shaft forms as small as possible to reduce friction in storage. On This way is a friction- and weight-optimized mass balance shaft to disposal which is insensitive to a deflection.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die einzelnen Gewichtsabschnitte der Massenausgleichswelle als Gleichteile ausgeführt. Da die Massenausgleichswelle aus mehreren Gewichtsabschnitten und Lagerelementen zusammengebaut wird, ist es besonders vorteilhaft, wenn z.B. die beiden Gewichtsabschnitte einer Massenausgleichswelle als Gleichteile gestaltet sind. Dadurch wird eine günstigere Produktion der Gewichtsabschnitte ermöglicht und eine Verwechslung bei der Montage vermieden. Eine drehwinkelgerechte und verwechslungssichere Montage der Gewichtsabschnitte ist durch eine entsprechende Gestaltung der Mehrkantprofile der Gewichtsabschnitte und der Lagerelemente auf einfache Weise möglich.In Another embodiment of the invention, the individual weight sections the mass balance shaft designed as equal parts. Because the mass balance shaft assembled from several weight sections and bearing elements it is particularly advantageous if e.g. the two weight sections a mass balance shaft are designed as equal parts. This will a cheaper one Production of weight sections allows for and confusion avoided during installation. A rotational angle-appropriate and confusion-proof Assembly of the weight sections is by an appropriate design the polygonal profiles of the weight sections and the bearing elements in a simple way possible.

Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Further features and combinations of features result from the description and the drawings. Concrete embodiments of the invention are simplified Darge in the drawings and explained in more detail in the following description.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine erfindungsgemäße Massenausgleichswelle mit zwei Gegengewichten und drei Lagern, 1 a mass balance shaft according to the invention with two counterweights and three bearings,

2 ein mittleres Lagerelement einer erfindungsgemäßen Massenausgleichswelle, 2 a middle bearing element of a mass balance shaft according to the invention,

3 ein wellenendseitiges Lagerelement einer erfindungsgemäßen Massenausgleichswelle, 3 a shaft-end bearing element of a mass balance shaft according to the invention,

4 ein weiteres wellenendseitiges Lagerelement einer erfindungsgemäßen Massenausgleichswelle mit einem Antrieb und 4 another shaft end bearing element of a mass balance shaft according to the invention with a drive and

5 das wellenendseitige Lagerelement aus 4 in einer weiteren Ansicht. 5 the shaft end bearing element 4 in another view.

In 1 ist eine Massenausgleichswelle 1 gezeigt, wie sie z.B. als Teil eines Lanchester-Ausgleichs in einer Vierzylinder-Hubkolbenbrennkraftmaschine eingebaut ist. Die einzelnen Bauteile der Massenausgleichswelle 1 sind in der Art einer Explosionszeichnung entlang der Längsachse 8 der Massenausgleichswelle auseinandergeschoben dargestellt. Die Massenausgleichswelle 1 ist aus zwei Gewichtsabschnitten 2, einem mittleren Lagerelement 3 und zwei wellenendseitigen Lagerelementen 4, 5 zusammengesetzt. Das wellenendseitige Lagerelement 4 ist verschlossen, das wellenendseitige Lagerelement 5 ist mit einer Durchtrittsöffnung 6 für ein Antriebsrad 7 versehen. Die beiden Gewichtsabschnitte 2 bestehen jeweils aus einem Ausgleichsgewicht 9 und einer Stützstruktur 10, die sich nahezu über die gesamte Länge erstrecken. Die Stützstruktur 10 verhindert eine zu starke Durchbiegung des Gewichtsabschnittes 2 bei hohen Drehzahlen der Massenausgleichswelle 1.In 1 is a mass balance shaft 1 shown, for example, as installed as part of a Lanchester compensation in a four-cylinder reciprocating internal combustion engine. The individual components of the mass balance shaft 1 are in the manner of an exploded view along the longitudinal axis 8th shown pushed apart the mass balance shaft. The mass balance shaft 1 is from two weight divisions 2 , a middle bearing element 3 and two shaft end bearing elements 4 . 5 composed. The shaft end bearing element 4 is closed, the shaft end bearing element 5 is with a passage opening 6 for a drive wheel 7 Mistake. The two weight sections 2 each consist of a balance weight 9 and a support structure 10 which extend almost the entire length. The support structure 10 prevents excessive bending of the weight section 2 at high speeds of mass balancing shaft 1 ,

In 2 ist ein mittleres Lagerelement 3 mit den dazugehörenden Anschlüssen der Gewichtabschnitte 2 der Massenausgleichswelle 1 gezeigt. Der Gewichtsabschnitt 2 mit seinem Ausgleichsgewicht 9 und seiner Stützstruktur 10 weist an seinem Ende einen Anschlussbund 11 mit einem Außensechskantprofil 12 auf. Das Aunensechskantprofil 12 greift in ein dazu passendes Innensechskantprofil 13 eines Wellenstückes 14 ein. Das Wellenstück 14 bildet mit dem mittleren Lagerkörper 15 das mittlere Lagerelement 3, wobei das Wellenstück sich dreht und das Lagerelement als im nicht gezeigten Gehäuse feststehendes Teil ausgebildet ist.In 2 is a middle bearing element 3 with the associated connections of the weight sections 2 the mass balance shaft 1 shown. The weight section 2 with his balance weight 9 and its supporting structure 10 has at its end a connection collar 11 with an external hexagon profile 12 on. The Aunensechskantprofil 12 engages in a matching hexagon socket profile 13 a wave piece 14 one. The wave piece 14 forms with the middle bearing body 15 the middle bearing element 3 wherein the shaft piece rotates and the bearing element is designed as a fixed part in the housing, not shown.

Der mittlere Lagerkörper 15 ist z.B. eine Lagerschale, die bei der Montage der Massenausgleichswelle 1 im nicht gezeigten Gehäuse eingepresst wird und anschließend mit dem Wellenstück 14 versehen wird. Danach werden die Außensechskantprofile 12 der Gewichtsabschnitte 2 entlang der Längsachse 8 in das Innensechskantprofil 13 des Wellenstückes 14 geschoben. Auf diese Weise ist es einfach möglich, einen kleinen Lagerdurchmesser am mittleren Lagerelement zu realisieren, der entsprechend wenig Reibleistung erfordert. Bei einer einteiligen mittleren Lagerung wäre ein größerer Lagerdurchmesser oder ein zweiteiliges Außenlager mit Lagerdeckel erforderlich.The middle bearing body 15 For example, is a bearing shell, the assembly of the mass balance shaft 1 is pressed in the housing, not shown, and then with the shaft piece 14 is provided. After that, the external hex profiles 12 the weight sections 2 along the longitudinal axis 8th in the hexagon profile 13 of the wave piece 14 pushed. In this way, it is easily possible to realize a small bearing diameter on the middle bearing element, which requires correspondingly little friction. In a one-piece middle storage a larger bearing diameter or a two-piece outer bearing with bearing cap would be required.

Durch die Bohrung 16 wird die Verbindung zwischen Innensechskantprofil 13 und Außensechskantprofil 12 mit Öl zur Geräuschdämpfung versorgt.Through the hole 16 becomes the connection between hexagon socket 13 and hexagon profile 12 supplied with oil for noise reduction.

Durch die Trennung von Lager- und Gewichtsabschnitt ist es einfach möglich, für die Einzelbauteile den geeigneten Werkstoff zu wählen.By The separation of bearing and weight section makes it easy for the individual components to choose the suitable material.

In 3 ist ein wellenendseitiges Lagerelement 4 mit dem dazugehörenden Anschluss des Gewichtabschnitts 2 der Massenausgleichswelle 1 gezeigt. Das Außensechskantprofil 12 des Gewichtsabschnittes 2 mit seinem Anschlussbund 11 wird bei der Montage in ein Innensechskantprofil 17 eines Wellenstückes 18 gesteckt. Das drehbare Wellenstück 18 bildet mit dem feststehenden Lagerkörper 19 das wellenendseitige Lagerelement 4. Der Lagerkörper 19 ist im nicht gezeigten Maschinengehäuse befestigt und z.B. über einen Dichtring 20 gegen das Maschinengehäuse abgedichtet. Der Lagerkörper 19 kann einteilig ausgeführt oder, wie dargestellt, mit einem Deckel 21 versehen sein, um ein Austreten von Schmiermittel zu verhindern. Zur Versorgung des Gleitlagers zwischen dem Wellenstück 18 und dem Lagerkörper 19 dient die Bohrung 22, über die von einer nicht gezeigten Schmiermittelversorgungseinrichtung im Gehäuse Schmiermittel an die Lagerstelle gefördert wird. Das in Richtung des Deckels 21 aus dem Gleitlager austretende Schmieröl fließt zwischen dem Außensechskantprofil 12 und dem Innensechskantprofil 17 hindurch und dämpft das Geräusch der sich bewegenden Profilverbindung. Im Lagerkörper 19 kann bei Bedarf eine nicht gezeigte Lagerschale angeordnet sein.In 3 is a shaft end bearing element 4 with the associated connection of the weight section 2 the mass balance shaft 1 shown. The hexagon profile 12 of the weight section 2 with its connection collar 11 becomes a hexagon socket during assembly 17 a wave piece 18 plugged. The rotatable shaft piece 18 forms with the fixed bearing body 19 the shaft end bearing element 4 , The bearing body 19 is mounted in the machine housing, not shown, and for example via a sealing ring 20 sealed against the machine housing. The bearing body 19 Can be made in one piece or, as shown, with a lid 21 be provided to prevent leakage of lubricant. To supply the plain bearing between the shaft piece 18 and the bearing body 19 serves the hole 22 via which lubricant is conveyed to the bearing point by a lubricant supply device, not shown, in the housing. That towards the lid 21 Lube oil exiting the sliding bearing flows between the external hexagonal profile 12 and the hexagon profile 17 through and dampens the noise of the moving profile connection. In the camp body 19 If necessary, a bearing shell, not shown, may be arranged.

In den 4 und 5 ist ein wellenendseitiges Lagerelement 5 mit dem dazugehörenden Anschluss des Gewichtabschnitts 2 der Massenausgleichswelle 1 gezeigt. Das Außensechskantprofil 12 des Gewichtsabschnittes 2 mit seinem Anschlussbund 11 wird bei der Montage in ein Innensechskantprofil 17 eines zweiten Wellenstückes 23 gesteckt. Das drehbare zweite Wellenstück 23 bildet mit dem feststehenden zweiten Lagerkörper 24 das wellenendseitige Lagerelement 5. Der feststehende zweite Lagerkörper 24 ist im nicht gezeigten Maschinengehäuse mittels Schrauben 25 befestigt. Das zweite Wellenstück 23 ragt in Richtung der Längsachse 8 über den zweiten Lagerkörper 24 hinaus und bildet einen Befestigungsabschnitt 26 für das Antriebsrad 7. Das Antriebsrad 7 wird vom nicht gezeigten Kurbeltrieb der Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer festen Übersetzung z.B. über Zahnräder oder eine Kette angetrieben, weswegen das Antriebsrad keinen Verschluss, Deckel oder dergleichen aufweist. Das Schmiermittel, das durch die Bohrung 22 in die Lagerstelle zwischen dem zweiten Wellenstück 18 und dem zweiten Lagerkörper 24 gefördert wird, tritt von dort seitlich auf die Massenausgleichswelle 1 oder den nicht gezeigten Antrieb der Massenausgleichswelle. Durch die Bohrung 27 werden das Außensechskantprofil 12 und das Innensechskantprofil 17 geschmiert und gedämpft. Im Lagerkörper 24 kann bei Bedarf eine nicht gezeigte Lagerschale eingepresst werden.In the 4 and 5 is a shaft end bearing element 5 with the associated connection of the weight section 2 the mass balance shaft 1 shown. The hexagon profile 12 of the weight section 2 with its connection collar 11 becomes a hexagon socket during assembly 17 a second wave piece 23 plugged. The rotatable second shaft piece 23 forms with the fixed second bearing body 24 the shaft end bearing element 5 , The stationary second bearing body 24 is in the machine housing, not shown by means of screws 25 attached. The second wave piece 23 protrudes in the direction of the longitudinal axis 8th on the second bearing body 24 out and forms a mounting portion 26 for the drive wheel 7 , The drive wheel 7 is driven by the crank drive of the reciprocating internal combustion engine, not shown, with a fixed ratio, for example via gears or a chain, which is why the drive wheel has no closure, cover or the like. The lubricant passing through the hole 22 in the bearing between the second shaft piece 18 and the second bearing body 24 is promoted from there sideways on the mass balance shaft 1 or the drive of the mass balance shaft, not shown. Through the hole 27 become the external hex profile 12 and the hexagon profile 17 lubricated and steamed. In the camp body 24 If necessary, a bearing shell, not shown, can be pressed.

Durch die Aufteilung der Massenausgleichswelle 1 in Lagerelemente 3, 4, 5 und Gewichtsabschnitte 2, die getrennt gefertigt und montiert werden, ist es einfach möglich, die Gewichtsabschnitte und die Lagerabschnitte jeweils aus gleichen Bauteilen herzustellen und damit die Variantenvielfalt zu verringern. Des weiteren ist es möglich, die Lagerdurchmesser der Gleitlager den tatsächlichen Belastungen entsprechend vergleichsweise relativ klein auszulegen, ohne auf die Montage achten zu müssen. Eine geringe Durchbiegung der Gewichtsabschnitte 2 unter der Massenkraft bei hohen Drehzahlen ist aufgrund des modularen Aufbaus unkritisch und nicht schädlich für die Gleitlager.By dividing the mass balance shaft 1 in bearing elements 3 . 4 . 5 and weight sections 2 , which are manufactured and assembled separately, it is easily possible to produce the weight sections and the bearing sections each of the same components and thus to reduce the variety of variants. Furthermore, it is possible to design the bearing diameter of the sliding bearing according to the actual loads comparatively relatively small, without having to pay attention to the assembly. A small deflection of the weight sections 2 Under the mass force at high speeds is not critical due to the modular design and not harmful to the plain bearings.

Die Montage der Massenausgleichswelle 1 geschieht in folgender Reihenfolge: Nach Montage des mittleren Lagerelements 3 im Gehäuse durch z.B. einfaches Einpressen, werden die beiden Gewichtsabschnitte 2 mit ihren Außensechskantprofilen 12 in das Innensechskantprofil 13 des Lagerelements drehwinkelrichtig gesteckt. Die beiden Gewichtsabschnitte 2 werden jeweils durch die Öffnungen der Lagerelemente 4, 5 in das Gehäuse eingeführt. Das wellenendseitige Lagerelement 4 wird durch Aufstecken des Innensechskantprofils 17 auf das Außensechskantprofil 12 des Gewichtsabschnittes 2 und gleichzeitiges Einführen des Lagerkörpers 19 in das Gehäuse und anschließendes Befestigen montiert. Auf gleiche Weise wird das wellenendseitige Lagerelement 5 montiert, wobei in diesem Falle noch auf die drehwinkelrichtige Ausrichtung der Welle zum Antriebsrad 27 geachtet werden muss. Eine einfache Möglichkeit eine die Ausrichtung betreffende Fehlmontage zu vermeiden ist z.B. ein unsymmetrisches Sechskantprofil, damit nur eine Montagerichtung möglich ist. Es sind aber natürlich auch andere Hilfsmittel vorsehbar, wie z.B. ein beliebiges unsymmetrisches Profil oder eine Markierung.The assembly of the mass balance shaft 1 happens in the following order: After mounting the middle bearing element 3 in the housing by eg simple pressing, the two weight sections 2 with their external hex profiles 12 in the hexagon profile 13 of the bearing element inserted in the correct angle. The two weight sections 2 are each through the openings of the bearing elements 4 . 5 inserted into the housing. The shaft end bearing element 4 is by attaching the hexagon socket profile 17 on the hexagon profile 12 of the weight section 2 and simultaneously inserting the bearing body 19 mounted in the housing and then attached. In the same way, the shaft end bearing element 5 mounted, in which case still on the rotationally correct orientation of the shaft to the drive wheel 27 must be respected. An easy way to avoid misalignment related to the alignment is, for example, an asymmetrical hexagonal profile, so that only one mounting direction is possible. But there are of course other aids providable, such as any asymmetrical profile or mark.

Dadurch dass die Lagerelemente 3, 4 und 5 getrennt von den Gewichtsabschnitten 2 montiert werden, ist es möglich die tatsächlichen Lagerdurchmesser der Gleitlager in den Lagerelementen sehr klein zu gestalten, ohne im Durchmesser Rücksicht auf den Außendurchmesser der Gewichtsabschnitte nehmen zu müssen.Because of the bearing elements 3 . 4 and 5 separated from the weight sections 2 be mounted, it is possible to make the actual bearing diameter of the plain bearings in the bearing elements very small, without having to take into account the diameter of the outer diameter of the weight sections.

Claims

Massenausgleichswelle (1) einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Gewichtsabschnitten (2) und mindestens zwei Lagerelementen (4, 5) dadurch gekennzeichnet, dass die Massenausgleichswelle aus jeweils einem separaten Gewichtsabschnitt und zwei Lagerelementen zusammengesetzt ist und die Gewichtsabschnitte drehwinkelsteif und biegewinkelweich in die Lagerelemente ineinander eingreifen.Mass balance shaft ( 1 ) a reciprocating internal combustion engine with weight sections ( 2 ) and at least two bearing elements ( 4 . 5 ), characterized in that the mass balance shaft is composed of a respective separate weight portion and two bearing elements and the weight sections rotate angle rigid and bending angle soft in the bearing elements engage with each other.

Massenausgleichswelle (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Gewichtsabschnitten (2) ein weiteres Lagerelement (3) angeordnet ist.Mass balance shaft ( 1 ) according to claim 1, characterized in that between two weight sections ( 2 ) another bearing element ( 3 ) is arranged.

Massenausgleichswelle (1) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass ein mittleres Lagerelement (3) einen kleineren Außendurchmesser aufweist als die Gewichtsabschnitte (2).Mass balance shaft ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that a middle bearing element ( 3 ) has a smaller outer diameter than the weight portions ( 2 ).

Massenausgleichswelle (1) nach einem der vorherigen dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtsabschnitte (2) mittels eines Mehrkantprofils (12) in den Lagerelementen (3, 4, 5) angeordnet sind.Mass balance shaft ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the weight sections ( 2 ) by means of a polygonal profile ( 12 ) in the bearing elements ( 3 . 4 . 5 ) are arranged.

Massenausgleichswelle (1) nach einem der vorherigen dadurch gekennzeichnet, dass die wellenendseitigen Lagerelementen (4, 5) in einem separaten Lagerkörper (19, 24) im Maschinengehäuse gelagert sind.Mass balance shaft ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft-end bearing elements ( 4 . 5 ) in a separate bearing body ( 19 . 24 ) are stored in the machine housing.

Massenausgleichswelle (1) nach einem der vorherigen dadurch gekennzeichnet, dass ein Außendurchmesser des Lagerkörpers (19, 24) so groß bemessen ist, dass durch eine dazugehörende Öffnung im Maschinengehäuse die Gewichtsabschnitte (2) der Massenausgleichswelle montierbar sind.Mass balance shaft ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that an outer diameter of the bearing body ( 19 . 24 ) is dimensioned so large that by an associated opening in the machine housing, the weight sections ( 2 ) of the balance shaft are mountable.

Massenausgleichswelle (1) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Gewichtsabschnitte (2) als Gleichteile ausgeführt sind.Mass balance shaft ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the individual weight sections ( 2 ) are executed as equal parts.